UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA.INGENIERÍA ELÉCTRICA.

SEP IV

ALUMNOS:ARMANDO DOMINGUEZ, NORBERTO VÉLEZ, ALFREDO ZAMORA.

TEMA: METODOS Y OBJETIVOS DE CONFIABILIDAD

Confiabilidad del servicio eléctrico

-La operación estable, confiable y eficaz de un SEP depende entre otros parámetros, que en el subsistema de generación, la capacidad operacional sea un 30% mayor que la capacidad demandada. Si se mantiene siempre esta relación cualquier salida programada o no de unidades de generadores será cubierta por esa diferencia. Cuando se cumple esta regla de planificación, la capacidad operacional es igual a la capacidad instalada.

En la presente exposición se realizara un estudio de los métodos mas utilizados que posean la mayor exactitud y el calculo mas sencillo, para determinar la confiabilidad en un Sistema Eléctrico; ya que la confiabilidad del servicio de energía eléctrica, medida a través de índices de desempeño, tiene dos orientaciones diferentes: el registro de eventos pasados y la predicción de confiabilidad. Cumpliendo de esta manera los objetivos de calidad de servicio eléctrico.

INTRODUCCION

La Calidad de Servicio en el Sistema Eléctrico, ha recobrado gran importancia debido al acelerado desarrollo de los sistemas de energía a nivel de consumo y un incremento de la cantidad de cargas que se encuentran conectadas a la red que suelen ser sumamente sensibles a los cortes de suministro.

Para minimizar los eventos no deseados, se ha implementado nuevos métodos para la planificación, diseño, operación y protección en los sistemas de distribución, hasta así alcanzar niveles de calidad de Servicio Eléctrico.

CONFIABILIDAD APLICADA A SISTEMAS DE DISTRIBUCION

Los componentes de un sistema eléctrico se ven sometidos a fallas, lo que en algunos casos puede significar la desconexión de uno o mas consumidores del sistema eléctrico.

El objetivo de la evaluación de confiabilidad de una red eléctrica, es determinar índices que reflejan la calidad de servicio que presenta un sistema para el consumidor final.

A continuación se describirán algunas técnicas de modelación y evaluación de confiabilidad; existen dos clases de métodos, los métodos de simulación estocásticas y los métodos de análisis.

De los métodos de simulación estocástica, el mas conocido es el de Monte Carlo y, entre los métodos de análisis, se tienen los procesos continuos de Markov, los de redes y sus aproximaciones.

MÉTODO DE MONTE CARLO

Consiste en la simulación de una gran cantidad de situaciones, generadas en forma aleatoria, donde los valores de los índices de confiabilidad corresponden a los momentos de distribución de probabilidad; existe preferencia por los métodos de análisis, por lo que su manejo es mucho mas sencillo.

MÉTODO DE MARKOV

Este método nos permite obtener con una excelente precisión, la probabilidad de que el sistema se encuentre en cualquiera de sus estados posibles

Este método posee esta gran característica, pero aun así es poco usado ya que la cantidad de estados posibles es un sistema crece dramáticamente q medida que aumenta el numero de elementos que lo componen.

Si la modelación de componentes considera solo dos estados para cada uno de ellos (falla y operación), el diagrama contiene 2n estados posibles, de manera que la dificultad del análisis usando el método de Markov es alta.

Para determinar la probabilidad, considérese un sistema compuesto de un único elemento, reparable, caracterizado por una tasa de falla λ y una tasa de reparación µ, con funciones de distribución exponencial. Sean además Po(t) y P1(t) las probabilidades de que el sistema esté operando y fuera de operación, respectivamente, en un tiempo cualquiera, t.

Considerando un intervalo infinitesimal de tiempo, dt, se acepta que la probabilidad de ocurrencia de dos o más eventos es despreciable. De esta manera,

Cuando el tiempo tiende a infinito, se tienen las probabilidades de estado estacionario, que son resultados de interés en los estudios de confiabilidad.

Utilizando los conceptos de tiempo medio para la falla (T1) y tiempo medio de reparación (T2), se tiene:

De esta manera, las probabilidades de operación y falla, en estado de régimen permanente, en función de los tiempos de operación y reparación, son:

Las ecuaciones anteriores, permiten calcular la probabilidad de residencia en el estado de operación y en el estado de falla, de un sistema modelado como un único elemento.

TECNICA DE FRECUENCIA Y DURACIÓN

La técnica de Markov es perfectamente adecuada para determinar la probabilidad de estado y disponibilidad, sin embargo, otros parámetros de confiabilidad, tales como la frecuencia de encontrarse en un estado determinado y la duración promedio de residencia en dicho estado entregan mucha más información que una simple probabilidad.

Un consumidor que desea conectarse a un nodo de la red de la empresa eléctrica, lo más probable es que esté interesado en conocer la cantidad de veces que quedará sin suministro de energía eléctrica y cuanto pueden durar estas fallas de servicio. La técnica de frecuencia y duración pretende encontrar relaciones para contestar estas interrogantes.

El proceso operación-falla-reparación-operación de un elemento; claramente, la frecuencia de este ciclo es f = 1/T.

aplicando una definición simple de probabilidad, se tiene que la probabilidad de que un elemento esté en operación está dada por la relación:

Donde: =tiempo promedio de operación =tiempo promedio de reparación

1m

1r

Representación del ciclo operación-falla-reparación-

operación de un componente.

La aplicación de esta técnica para sistemas de cualquier tamaño puede resumirse en lo siguiente:

evaluar las probabilidades límites de estado,

evaluar la frecuencia de encuentro en un estado,

evaluar la duración media de cada estado.

Una metodología muy utilizada en los procesos de evaluación de la confiabilidad de redes eléctricas, es la aplicación de los conjuntos de corte, y se utiliza principalmente para determinar los índices de confiabilidad: frecuencia y duración de fallas.

El método de los conjuntos de corte es una aproximación generalmente válida, atendiendo a la alta disponibilidad normalmente asociada a los componentes de un sistema eléctrico de potencia. Si fallan todos los elementos de un conjunto o grupo de corte, el sistema fallará, sin importar el estado del resto de elementos del sistema. Un sistema puede tener un gran número de conjuntos de corte y un componente en particular pertenecer a más de uno de ellos.

La confiabilidad de los sistemas eléctricos de potencia es la más importante en el análisis de los mismos, ya que de ella depende el suministro de energía a los usuarios.

El objetivo principal es no causar fallos en el suministro de energía y así evitar el malestar de usuarios.

GRACIAS